帶太陽帆板衛(wèi)星姿態(tài)控制方法研究.pdf

1、大型化、低剛度和撓性化已成為現(xiàn)代航天器發(fā)展的一個重要趨勢。衛(wèi)星上安裝的太陽帆板的尺寸越來越大，其彈性振動直接影響主體的姿態(tài)。如不采取切實(shí)有效的控制措施，衛(wèi)星姿態(tài)的指向精度和穩(wěn)定度很難滿足要求。本文以帶撓性太陽帆板衛(wèi)星為研究對象，目的是將近期發(fā)展起來的支持向量機(jī)理論應(yīng)用于撓性衛(wèi)星姿態(tài)控制中，以期獲得好的姿態(tài)控制效果。
　　基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的支持向量機(jī)因?yàn)榫哂衅渌麑W(xué)習(xí)機(jī)器所沒有的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛關(guān)注。目前已經(jīng)有利用支持向量機(jī)進(jìn)行黑箱系

2、統(tǒng)辨識與控制的相關(guān)研究，但還沒有出現(xiàn)支持向量機(jī)與撓性衛(wèi)星姿態(tài)控制相結(jié)合的文獻(xiàn)。
　　本文首先建立了帶太陽帆板衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)模型，結(jié)合實(shí)際衛(wèi)星數(shù)據(jù)對姿態(tài)模型進(jìn)行了簡化。設(shè)計(jì)了經(jīng)典的PD控制律，應(yīng)用該控制律對考慮不同階模態(tài)的模型分別進(jìn)行了控制仿真，并分析了各階模態(tài)對姿態(tài)控制系統(tǒng)的影響。進(jìn)一步又設(shè)計(jì)了PD加諧振濾波器的控制方法以對帆板一階撓性模態(tài)振動進(jìn)行抑制。仿真結(jié)果表明，PD加諧振濾波器的控制效果優(yōu)于單獨(dú)使用PD控制律的控制效果，有效

3、地減小了一階模態(tài)振動對姿態(tài)控制的影響。
　　針對撓性衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)特性復(fù)雜、建模不確定性突出等問題，本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于支持向量機(jī)的非精確模型的逆模型控制律。首先對該控制算法進(jìn)行了理論上的分析，并對控制穩(wěn)定性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，然后分別在考慮階躍干擾、周期性干擾的情況下進(jìn)行了仿真?？刂品抡娼Y(jié)果證明，該控制律能夠使系統(tǒng)具有好的穩(wěn)態(tài)效果和動態(tài)品質(zhì)，有效地減小了撓性模態(tài)振動對姿態(tài)控制的影響，并對干擾具有一定的抑制能力。
　　考慮實(shí)際衛(wèi)星